DE19900620A1

DE19900620A1 - Vehicle test bed has drum control stator housings in moving supports and bearings with constant pressure flow oil pockets

Info

Publication number: DE19900620A1
Application number: DE19900620A
Authority: DE
Inventors: Anton Knestel
Original assignee: Maha Maschinenbau Haldenwang GmbH and Co KG; Maha GmbH and Co KG
Current assignee: Maha AIP GmbH and Co KG
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 2000-07-13
Also published as: EP1215474A2; EP1039282B1; EP1333269A2; EP1039282B2; EP1039282A1; DE50011349D1; US6457352B1; EP1333269A3; EP1333269B1; ATE343121T1; DE50013645D1; EP1215474A3

Abstract

The test bed has a guiding drum for each vehicle wheel, a drum control with stator housing in a moving frame support for each drum, and a control unit connected to a driving simulator. The stator housings have a bearing arrangement and oil pockets giving a constant pressure flow. An Independent claim is included for controlling the drive machines of a drum test bed for testing vehicles.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollen- bzw. Trommelprüfstand für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zum Steuern mehre rer elektrischer Antriebsmaschinen von Rollenprüfständen.The invention relates to a roller or drum test bench for motor vehicles in the preamble of claim 1 specified genus and a method for controlling more rer electric drive machines of roller test benches.

Bei der Prüfung von fahrdynamischen Parametern und auch der Abgaswerte von durch Brennkraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen werden in neuerer Zeit komplexe Rollen- bzw. Trommelprüfstände eingesetzt, die eine Simulation un terschiedlicher Fahrbedingungen ermöglichen. Zur Durchfüh rung von Untersuchungen beispielsweise der Bremsfunktionen, der Abgasemissionen od. dgl. wird das Prüffahrzeug im Rol lenstand durch z. B. Gestänge fixiert, wobei je nach der Auslegung des Prüfstandes entweder die beiden Räder einer Achse oder aber die beiden Räder mehrerer Achsen auf dem Scheitelbereich je einer Trommel bzw. eines Rollenpaares aufstehen. Die Trommeln bzw. die Rollenpaare sind mit An triebs-/Verzögerungsmaschinen gekoppelt, denen Meßelemente zum Erfassen der entsprechend den verschiedenen Prüfbedin gungen auftretenden Drehmomente bzw. Zugkräfte zugeordnet sind.When testing driving dynamics parameters and also the Emission values of those driven by internal combustion engines Motor vehicles have recently become complex roles or drum test benches used to simulate un enable different driving conditions. To implement Investigation of e.g. brake functions, the exhaust emissions or the like. The test vehicle is in the Rol lenstand by z. B. rods fixed, depending on the Design of the test bench either the two wheels of one Axis or the two wheels of several axes on the Vertex area of a drum or a pair of rollers get up. The drums or the pairs of rollers are with On drive / delay machines coupled, the measuring elements to record the corresponding to the various test conditions conditions occurring torques or tensile forces assigned are.

Bei den zur Prüfung von Fahrzeugen mit sog. Allradantrieb verwendeten Prüfständen müssen die Laufrollen bzw. -trom meln für die Vorderräder und die Laufrollen bzw. -trommeln für die Hinterräder auch bei sich ändernder Prüfgeschwin digkeit mit gleicher Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit umlaufen, weil bei etwa auftretenden Geschwindigkeitsdiffe renzen zwischen den vorderen und hinteren Laufrollenpaaren die im Fahrzeug integrierte Elektronik zu Regeleingriffen veranlaßt werden kann. So sind normalerweise die Bremssy steme von Kraftfahrzeugen so ausgelegt, daß bei Betätigung des Bremspedals die Vorderräder stärker als die Hinterräder abgebremst werden. Bei einer Funktionsprüfung des Bremssy stems des Prüffahrzeuges können die stärker abgebremsten Vorderräder die zugehörigen Laufrollen des vorderen Prüf satzes stärker verzögern, mit der Folge, daß das fahrzeug eigene Antiblockiergerät auf einen zu starken Radschlupf schließt und die Bremskraft der Vorderräder entsprechend verringert. Wird umgekehrt beim Beschleunigen die Antriebs achse und über deren Räder das entsprechende Laufrollenpaar schneller als die nicht getriebene Achse, so kann dies ein Ansprechen des fahrzeugeigenen Antischlupfreglers auslösen, welcher dann die von der Brennkraftmaschine abgegebene Lei stung verringert. Es liegt auf der Hand, daß derartige Re geleingriffe die gewünschten Meßergebnisse verfälschen. For testing vehicles with so-called all-wheel drive The test benches used must have the rollers or current for the front wheels and the rollers or drums for the rear wheels even when the test speed changes at the same speed or peripheral speed circulate because of possible speed differences boundaries between the front and rear pairs of rollers the electronics integrated in the vehicle for regular interventions can be arranged. That's usually the Bremssy Steme of motor vehicles designed so that when actuated the brake pedal, the front wheels are stronger than the rear wheels be slowed down. During a functional test of the Bremssy stems of the test vehicle can slow down more Front wheels the corresponding rollers of the front test delay more strongly, with the result that the vehicle own anti-lock device for excessive wheel slip closes and the braking force of the front wheels accordingly decreased. Conversely, when accelerating the drive axle and over the wheels of the corresponding pair of rollers faster than the non-driven axis, this can be a Trigger the vehicle's own anti-slip controller, which then the Lei emitted by the internal combustion engine reduced. It is obvious that such re gel interventions falsify the desired measurement results.

In einem zur Funktionsprüfung unterschiedlicher Betriebspa rameter von sog. Allrad-Fahrzeugen konzipierten Prüfstand müssen daher nicht nur die Fahrwiderstände, ausgedrückt in A-, B-, C-Koeffizienten, und die aus Beschleunigungen bzw. Verzögerungen resultierenden Kräfte und Momente der beweg ten Massen erfaßt und geregelt werden, sondern es müssen auch die Umfangsgeschwindigkeiten der vorderen und hinteren Laufrollen bzw. -trommeln gleich gehalten werden, wobei ei ne winkelsynchrone Rotation der vorderen und hinteren Lauf rollen bzw. -trommeln als optimal angesehen wird.In a different company for the functional test parameters of so-called all-wheel drive vehicles Therefore, not only the driving resistances, expressed in A, B, C coefficients, and those from accelerations or Delays resulting forces and moments of moving masses must be recorded and regulated, but must be also the peripheral speeds of the front and rear Rollers or drums are kept the same, with egg ne angular synchronous rotation of the front and rear barrel rolls or drums is considered optimal.

Aus der US 5 452 605 ist ein Trommelprüfstand für ein Kraftfahrzeug mit Einachs-Antrieb bekannt, bei dem ein ein ziger Prüfsatz zwei Lauftrommeln und eine mittlere elektri sche Antriebsmaschine enthält, die in einem gemeinsamen Tragrahmen gelagert ist und beide Lauftrommeln direkt syn chron antreibt. Das Statorgehäuse der Antriebs- bzw. Verzö gerungsmaschine ist in zwei vertikalen Stützen des Tragrah mens pendelnd gelagert und zusätzlich über einen Drehmo ment- bzw. Kraftsensor am Rahmen abgestützt. Wird bei spielsweise bei einer Bremsprüfung des Kraftfahrzeuges die von dessen abgebremsten Rädern auf die Laufrollen übertra gene Bremskraft in die Antriebsmaschine eingeleitet, dann reagiert das Statorgehäuse durch eine Verdrehung in den vom Drehmomentsensor bestimmten Grenzen, wobei das Reaktionsmo ment des Statorgehäuses vom Drehmoment- bzw. Kraftsensor erfaßt wird. Änderungen des vom Statorgehäuse ausgeübten Drehmomentes werden somit vom Drehmomentsensor als Meßwerte erfaßt. Zur beidseitigen Lagerung des Statorgehäuses im Tragrahmen weist das Statorgehäuse an jeder Stirnseite ei nen Hohlzapfen auf, in denen über innere Wälzlager die mit den beiden Lauftrommeln verbundene Rotorwelle gelagert ist. Gegenüber dem Tragrahmen ist jeder Hohlzapfen über ein wei teres radial äußeres Wälzlager gelagert. Ein Nachteil die ser Lageranordnung besteht darin, daß im Stillstand der An triebsmaschine kein Schmierfilm in den Wälzlagern vorhanden ist und die Lagerkörper sich direkt kontaktieren. Dies führt beim Anlaufen der Maschine zu extrem hohen Reibwerten und zu frühzeitigen Beschädigungen der Lageranordnung. Ver größert wird dieser nachteilige Effekt noch dadurch, daß sich die Wälzkörper durch den bei laufender Maschine vor handenen Körperschall in die Lagerschalen eingraben können.From US 5 452 605 a drum test stand for a Motor vehicle with single-axis drive is known, in which a ziger test set two drums and a medium electrical cal drive machine, which is in a common Support frame is stored and both drums directly syn chron drives. The stator housing of the drive or delay generator is in two vertical supports of the support frame mens swinging and additionally with a torque ment or force sensor supported on the frame. Will at for example in a brake test of the motor vehicle from its braked wheels to the castors gene braking force introduced into the prime mover, then the stator housing reacts by twisting the Torque sensor certain limits, the reaction mo ment of the stator housing from the torque or force sensor is detected. Changes to what is done by the stator housing Torque are thus measured values by the torque sensor detected. For double-sided storage of the stator housing in the The stator housing has a supporting frame on each end face NEN hollow spigot, in which with the internal roller bearings the rotor shaft connected to the two rotating drums is mounted. Compared to the support frame, each hollow pin is white teres radially outer rolling bearing. One downside Water bearing arrangement consists in that when the An no lubricating film in the roller bearings and the bearing bodies contact each other directly. This leads to extremely high friction values when the machine starts up and premature damage to the bearing assembly. Ver This disadvantageous effect is further increased by the fact that the rolling elements move forward while the machine is running existing structure-borne noise can dig into the bearing shells.

Zur Überwindung dieser nachteiligen Effekte ist es aus der US 5 522 257 bekannt, zwei Wälzlager unter Zwischenschal tung eines Mittelrings koaxial übereinander zu montieren und die Mittelringe vor einem Einschalten der Antriebsma schine über einen Riementrieb mit einer vorgegebenen Dreh geschwindigkeit anzutreiben, um in den beiden Wälzlagern bereits vor der Inbetriebnahme der Antriebsmaschine einen Schmierfilm zu erzeugen. Nachteilig ist allerdings, daß durch die Bewegung der Mittelringe dieser Lager eine Kraft eingeleitet wird, die sich zu dem während der Prüfung zu messenden Drehmoment addiert. Darüber hinaus erfordern die Doppellagerung und der Mittelring mit seinem Drehantrieb einen zusätzlichen technischen Aufwand.To overcome these adverse effects, it is out of the Known from US 5 522 257, two roller bearings under intermediate scarf to mount a center ring coaxially one above the other and the center rings before switching on the drive unit machine via a belt drive with a predetermined rotation speed to drive in the two bearings even before commissioning the drive machine Generate lubricating film. The disadvantage, however, is that a force through the movement of the center rings of these bearings is initiated, which will lead to that during the exam measuring torque added. They also require Double bearing and the center ring with its rotary drive an additional technical effort.

Aus der DE-B-39 20 277 ist ein Rollenprüfstand für allrad getriebene Kraftfahrzeuge bekannt, mit dem auch sog. Gier momente um die Fahrzeughochachse simuliert und erfaßt wer den können. Jedes Vorderrad und jedes Hinterrad des zu prü fenden Kraftfahrzeuges ist auf jeweils einem Rollenpaar ab gestützt. Um die Räder einzeln antreiben und abbremsen zu können, wird jedes Rollenpaar von einer eigenen Antriebsma schine angetrieben, wobei zwischen jeder Rolle und der zu gehörigen Maschine ein Drehmomentsensor angeordnet ist. Den Antriebsmaschinen sind Stromrichter vorgeschaltet, die je weils von einem zugehörigen Regelverstärker angesteuert werden. Zur Messung der Drehgeschwindigkeiten der einzelnen Maschinen dienen Tachogeneratoren, wobei jeweils ein Tacho generator, ein Regelverstärker, ein Stromrichter und eine Antriebsmaschine Bauteile je eines Drehzahlregelkreises sind und alle Regelkreise an einen als Prozessrechner oder programmierbares Steuergerät ausgebildeten Prozessor ange schlossen sind. Für die Simulation einer Kurvenfahrt können mit Hilfe dieses Prozessors auf der Grundlage einer ge wünschten Fahrgeschwindigkeit die dieser Kurvenfahrt ent sprechenden unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der kurveninneren bzw. kurvenäußeren Trommeln bestimmt werden.DE-B-39 20 277 is a roller test bench for all-wheel drive driven motor vehicles known, with the so-called. Greed Moments around the vehicle's vertical axis are simulated and recorded that can. Every front wheel and every rear wheel of the test fenden motor vehicle is on a pair of roles supported. To drive and brake the wheels individually each pair of rollers has its own drive unit machine driven, being between each roll and the too belonging machine a torque sensor is arranged. The Drive machines are upstream of converters, each because controlled by an associated control amplifier become. For measuring the rotational speeds of the individual Machines are used for tachometer generators, one tachometer each generator, a control amplifier, a power converter and a Drive machine components each of a speed control loop and all control loops to one as a process computer or Programmable controller trained processor are closed. For the simulation of cornering with the help of this processor based on a ge wish driving speed ent this cornering speaking different peripheral speeds of the Drums inside or outside the curve can be determined.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rollen- bzw. Trommel prüfstand zu schaffen, der bei konstruktiv verringertem Aufwand genauere Meßergebnisse liefert.The object of the invention is a roller or drum to create a test bench that is structurally reduced Provides more accurate measurement results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Statorgehäuse der Antriebsmaschine über schmiermittelfreie Lageranordnungen im Tragrahmen gelagert ist.This object is achieved in that the Stator housing of the drive machine via lubricant-free Bearing arrangements is stored in the support frame.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfin dung weisen die Lageranordnungen konstruktiv einfache Gleitlager auf, in deren Lagerteilen (Lagerschalen) ta schenförmige bzw. nutartige Vertiefungen eingearbeitet sind, die mit einem im wesentlichen konstanten tragenden Druckölstrom beaufschlagt werden. Zwischen den Gleitflächen jedes Lagers entwickelt sich ein ggf. filmartiges Druckmit telpolster von hoher Tragfähigkeit und vernachlässigbaren Reibungswerten gegenüber den relativ geringfügigen Pendel bewegungen des Maschinengehäuses im Tragrahmen. Die vom Ma schinengehäuse bei einem Prüfvorgang ausgeübten Drehmomente werden dadurch fehlerfrei vom Kraftmesser erfaßt. Eine die ser Lageranordnungen ist zweckmäßig als axiales Festlager ausgebildet und weist zusätzlich zu dem mit den Tragtaschen versehenen Radialdrucklager ein Axialdrucklager mit einge arbeiteten Taschen auf. Durch diese quasi schwimmende Lage rung des Statorgehäuses werden die bei den herkömmlichen Wälzlagerungen auftretenden Reibungseinflüsse sowie auch Verschleißerscheinungen der Lagerteile vermieden. Beim Ein leiten von radialen Kräften, z. B. durch das Gewicht eines aufgefahrenen Fahrzeuges, wird die jeweils innere Lager schale nach unten gedrückt, wodurch sich die Spaltweiten der unteren Hälfte dieser Traglager verringern und damit die Stützeigenschaft zunimmt.According to a particularly useful embodiment of the Erfin tion the bearing arrangements are structurally simple Plain bearings, in their bearing parts (bearing shells) ta leg-shaped or groove-like recesses incorporated are those with an essentially constant load-bearing Pressurized oil flow can be applied. Between the sliding surfaces a film-like print develops with each bearing tel cushions of high load-bearing capacity and negligible Friction values compared to the relatively minor pendulum movements of the machine housing in the support frame. The Ma Torque applied during a test process are detected by the dynamometer without errors. A the Water bearing arrangements is useful as an axial fixed bearing trained and in addition to that with the carrier bags provided radial thrust bearing with a thrust bearing worked up bags. Because of this floating position tion of the stator housing are the conventional Rolling bearings occurring friction influences as well Signs of wear on the bearing parts avoided. When on direct radial forces, e.g. B. by the weight of a driven vehicle, the respective inner bearing shell pressed down, causing the gap widths reduce the lower half of these support bearings and thus the support property increases.

Zweckmäßig kann je eine Lagerschale jedes Gleitlagers mit einer inneren ggf. PTFE-haltigen Gleitschicht ausgestattet sein, in welcher Nuten netzartig eingearbeitet sind. Das durch diese flachen Nuten zugeführte Druckmittel bildet ei nen großflächigen dünnen Film von hoher Tragfähigkeit und minimalen Reibwerten.One bearing shell of each plain bearing can be used with an internal, if necessary, PTFE-containing sliding layer be in which grooves are incorporated like a net. The pressure medium supplied through these flat grooves forms egg a large thin film of high load bearing capacity and minimum coefficients of friction.

Zur Erzeugung der Ölströme kann entweder pro Tragtasche ein separates Pumpensegment verwendet werden oder als konstruk tiv einfachere Variante kann eine gemeinsame Druckölversor gung mit nur einer einzigen Pumpe und individuellen Regel elementen für die einzelnen Teilströme vorgesehen sein. Durch Auslegung von volumenstromregelnden Ventilen können zur Erzielung einer etwa mittleren Lagerhärte ein konstan ter Drucköldurchfluß, zur Erzielung einer relativ harten Lagerstelle ein mit wachsendem Gegendruck ansteigender Durchfluß oder zur Erzielung einer weichen Lagerstelle ein bei steigendem Gegendruck verringerter Durchfluß einge stellt werden. Mit diesen Variationsmöglichkeiten wird eine gegenüber Wälzlagerungen wesentlich verbesserte Laufruhe erreicht, was beispielsweise bei Geräuschuntersuchungen des Prüffahrzeuges von erheblicher Bedeutung sein kann.To generate the oil flows you can either carry one separate pump segment can be used or as construct A simpler variant can be a common pressure oil supplier with only one pump and individual control elements can be provided for the individual partial streams. By designing volume flow regulating valves a constant to achieve an approximately medium hardness ter pressure oil flow, to achieve a relatively hard Bearing position increasing with increasing back pressure Flow or to achieve a soft bearing point with increasing back pressure reduced flow be put. With these possible variations, one Compared to rolling bearings, the running smoothness is significantly improved achieved what, for example, in noise examinations of the Test vehicle can be of considerable importance.

Eine weitere Lageranordnung für die "Pendellagerung" des Statorgehäuses zeichnet sich dadurch aus, daß beidseitig mehrere winkelversetzt angeordnete und in Umfangsrichtung nachgiebige Blattfederelemente mit ihrem radial äußeren Ende an einem in dem Tragrahmen fixierten Kranz und mit ihrem radial inneren Ende an einem vorstehenden Bauteil jeder Stirnwand des Statorgehäuses befestigt sind. Diese Blattfe derelemente sind so ausgelegt, daß sie den relativ kleinen Verdrehbewegungen des Statorgehäuses nur einen vernachläs sigbar kleinen Widerstand entgegensetzen und nahezu aus schließlich nur Gewichtskräfte aufnehmen.Another bearing arrangement for the "self-aligning" of the Stator housing is characterized in that on both sides several angularly offset and circumferential resilient leaf spring elements with their radially outer end on a wreath fixed in the supporting frame and with her radially inner end on a projecting member each End wall of the stator housing are attached. This Blattfe derelemente are designed so that they are the relatively small Only neglecting twisting movements of the stator housing oppose sigbar small resistance and almost out finally only absorb weight forces.

Zur weiteren Steigerung der Meßgenauigkeit zeichnet sich der erfindungsgemäße Trommelprüfstand noch dadurch aus, daß der zwischen dem Statorgehäuse und der Rahmenkonstruktion angeordnete Kraftmesser als Kraftmeßdose ausgebildet ist, deren eines Funktionsglied einen Kolben aufweist, welcher in einem beidseitig mit einem Druckölstrom beaufschlagten Zylinder schwimmend abgestützt ist. Durch diese schwimmende Abstützung des Funktionsgliedes der Kraftmeßdose werden die bei herkömmlichen Abstützungen unvermeidlichen Meßfehler vermieden, die sich durch Reibung im Mehrgelenk-Gestänge sowie Verkantungen in Teleskop-Gestängen ergeben. Bei den herkömmlicherweise als Gelenkösen ausgebildeten und als einfache Gleitlager wirkenden Ausführungen werden durch Haftreibung schräge Kräfte in die Kraftmeßdose eingeleitet, welche die Meßwerte verfälschen können. Die bei dem erfin dungsgemäßen Prüfstand verwendete Kraftmeßdose ist einer seits am pendelnd gelagerten Statorgehäuse der Antriebsma schine oder an dem Tragrahmen befestigt und andererseits mit dem Kolben verbunden, der in dem flachen entweder am Tragrahmen oder aber am Statorgehäuse befestigten Zylinder aufgenommen ist. Die Oberseite und die Unterseite des Kol bens werden mit je einem vorzugsweise konstanten Druckölvo lumenstrom beaufschlagt, der entweder von einer separaten Pumpe oder aber von der Druckölversorgung für die Lageran ordnungen bereitgestellt wird. Die Regelung bzw. Dosierung des Druckölvolumens und des geeigneten Flüssigkeitsdruckes erfolgt über geeignete Regelglieder, welche eine schwimmende Abstützung des Kolbens gewährleisten und Anschläge an der Zylinderwandung verhindern.To further increase the measuring accuracy stands out the drum test stand according to the invention still characterized in that between the stator housing and the frame structure arranged dynamometer is designed as a load cell, whose one functional element has a piston, which in a pressurized oil flow on both sides Cylinder is supported floating. Through this floating Support the functional element of the load cell measurement errors inevitable with conventional supports avoided due to friction in the multi-joint linkage as well as tilting in telescopic rods. Both conventionally trained as hinge eyes and as Simple plain bearing designs are made by Slanted forces are introduced into the load cell, which can falsify the measured values. The inventor The load cell used according to the test bench is one on the oscillating stator housing of the drive unit machine or attached to the support frame and on the other connected to the piston, which in the flat either on Support frame or cylinder attached to the stator housing is recorded. The top and bottom of the col bens with a preferably constant pressure oil volume lumen flow applied either by a separate Pump or from the pressure oil supply for the bearings regulations is provided. The regulation or dosage the pressure oil volume and the suitable fluid pressure takes place via suitable control elements, which are floating Ensure support for the piston and stops prevent the cylinder wall.

Damit zum Prüfen von Fahrzeugen mit mehreren angetriebenen Achsen die Position der beiden Prüfsätze den unterschiedli chen Radständen der zu prüfenden Fahrzeuge angepaßt werden kann, zeichnet sich ein Trommelprüfstand gemäß der Erfin dung dadurch aus, daß ein erster Prüfsatz ortsfest und der zweite Prüfsatz in Längsrichtung verfahrbar in einer ge meinsamen Grube angeordnet ist, wobei jeder Prüfsatz aus einem Tragrahmen, einer mittigen elektrischen Antriebsma schine mit pendelnd im Tragrahmen gelagertem Statorgehäuse und aus zwei seitlichen großvolumigen Trommeln besteht, die von der beidseitig vorstehenden Maschinenwelle direkt syn chron angetrieben bzw. abgebremst werden.So for testing vehicles with multiple powered Axes the position of the two test sets different Chen wheelbases of the vehicles to be tested are adjusted can, a drum test stand according to the Erfin dung by the fact that a first test set stationary and the second test set movable in the longitudinal direction in a ge common pit is arranged, with each test set a support frame, a central electrical drive unit machine with oscillating stator housing mounted in the supporting frame and consists of two large side drums that directly syn. from the machine shaft projecting on both sides chronically driven or braked.

Zur tragenden Abdeckung der sich bei den Verfahrbewegungen des zweiten Prüfsatzes ergebenden Freiräume der Grube sind vorteilhaft an den Auffahrplatten dieses zweiten Prüfsatzes in Längsrichtung jalousieartig flexible quersteife Tragbän der befestigt, welche die zum Auf- und Abfahren des Prüf werkzeuges erforderlichen Fahrstreifen von variabler Länge bilden.For load-bearing coverage of the movement of the pit resulting from the second test set advantageous on the ramp plates of this second test set Longitudinally flexible, transversely rigid support straps the attached, which the for the up and down the test required lanes of variable length form.

Um auch bei größeren Fahrstrecken die Grubentiefe klein zu halten, zeichnet sich eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung dadurch aus, daß die freien Endabschnitte dieser vorzugsweise aus Gliederketten mit Tragplatten be stehenden Tragbänder in je einem Speicher innerhalb der Grube aufgenommen sind, in welchem sie U-förmig umgelenkt werden.In order to keep the pit depth small even on long journeys hold, is another preferred embodiment the invention in that the free end portions this preferably be from link chains with support plates standing tapes in one store each within the Pit are recorded in which they are deflected in a U-shape become.

Ein Prüfstand zum Prüfen von einachsig angetriebenen Kraft fahrzeugen bei stillgelegter Bordelektronik (ABS, ASR, usw.) zeichnet sich durch einen einzigen Prüfsatz der vor stehend beschriebenen Bauart aus, der in einer relativ lan gen Grube motorisch längsverfahrbar ist und die jalousiear tigen Abdeckungen aufweist.A test bench for testing uniaxially driven force vehicles with decommissioned on-board electronics (ABS, ASR, etc.) is characterized by a single test set standing described from, in a relatively long motor can be moved longitudinally and the blinds term covers.

Um erhöhte Abstrahlungen des prüfstandseigenen Körper schalls zu verhindern, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung jeder Prüfsatz auf Dämpfern schwingungsisoliert auf dem Grubenboden abgestützt sein. Zusätzlich können die Überfahrplatten incl. einer jeweiligen Zentriereinrichtung für das auffahrende Fahrzeugrad als separate Module ausge bildet und unabhängig vom jeweiligen Prüfsatz am Grubenrand befestigt werden. Durch diese lokale und konstruktive Tren nung zwischen jedem Prüfsatz und den Überfahr-Bauteilen er gibt sich die Möglichkeit, den Oberbau mit zusätzlichen Schall- bzw. Wärmeisolierungen auszurüsten. Insbesondere bei Prüfungen in Klimakammern müssen durch eine derartige Isolierung die Prüfsätze mit ihren Antriebsmaschinen und den entsprechenden Meßmitteln nicht den gleichen tiefen Temperaturen wie das zu prüfende Fahrzeug ausgesetzt wer den.For increased radiation from the test rig's own body Preventing noise can, in a further embodiment Invention every test set on dampers vibration isolated be supported on the pit floor. In addition, the Drive-over plates including a respective centering device for the ascending vehicle wheel as separate modules forms and independent of the respective test set at the pit edge be attached. Through these local and constructive doors between each test set and the drive-over components gives the opportunity to add the superstructure Equip sound or heat insulation. In particular in tests in climatic chambers must pass through such Isolate the test sets with their prime movers and the corresponding measuring means not the same depths Exposed to temperatures such as the vehicle under test the.

Eine hinsichtlich konstruktivem Aufwand und Betriebssicher heit besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß als Antriebsmaschinen statt der bisher eingesetzten Gleichstrom- bzw. Asynchronmaschi nen erfindungsgemäß Synchronmaschinen eingesetzt werden, die unter Verwendung von Frequenzumrichtern parallel be trieben werden. Die Ausgangsfrequenz f_d des Umrichters wird nach der folgenden Formel bestimmt:
A particularly advantageous in terms of design effort and reliability reliable development of the invention is characterized in that synchronous machines according to the invention are used as drive machines instead of the DC or asynchronous machines previously used, which are operated using frequency converters in parallel. The output frequency f _{d of} the converter is determined using the following formula:

In dieser Formel bedeuten:
ΣF = Summe aller Kräfte (N)
t = Zeit (s)
m = zu simulierende Masse (kg)
U = Umfang der jeweiligen Laufrolle (m)
P = Polpaarzahl der SynchronmaschineIn this formula:
ΣF = sum of all forces (N)
t = time (s)
m = mass to be simulated (kg)
U = circumference of the respective roller (m)
P = number of pole pairs of the synchronous machine

Auf der Grundlage des zweiten Newton'sches Gesetzes be stimmt sich die Prüfgeschwindigkeit aus der Summe der auf tretenden Kräfte dividiert durch die simulierte Fahrzeug masse. Über den Durchmesser der Trommeln wird die Wellen drehzahl ermittelt und unter Einbeziehung der Polpaarzahl der Antriebsmaschinen ergibt sich ein direkter Bezug der ermittelten Umrichterfrequenz zur Prüfgeschwindigkeit. Meß fühler zum Erfassen von Drehzahlen und/oder Geschwindigkei ten sind nicht notwendig, was einen wesentlichen Vorteil gegenüber den herkömmlichen Systemen mit mehreren Tacho generatoren darstellt.Based on Newton's second law, be is the test speed from the sum of the forces divided by the simulated vehicle Dimensions. About the diameter of the drums is the waves speed determined and including the number of pole pairs the drive machines result in a direct reference to the determined converter frequency at test speed. Meas sensor for recording speed and / or speed ten are not necessary, which is a major advantage compared to conventional systems with multiple speedometers represents generators.

Die Erregung der Synchronmaschinen kann über Schleifringe oder über einen magnetischen Übertrager erfolgen. Von be sonderem Vorteil ist die Anwendung von permanent erregten Maschinen. Um die bei Synchronmaschinen bekannten Pendel schwingungen möglichst zu unterdrücken, können spezielle Dämpferstäbe z. B. als Kurzschlußwicklungen eingebaut wer den. Durch die Fremderregung der Maschinen laufen alle Mo torwellen freguenzsynchron, wobei durch die zusätzlich zur permanenten Erregung angebrachten Kurzschlußwicklungen die unerwünschten Pendelschwingungen der jeweiligen Antriebsma schine minimiert werden.The excitation of the synchronous machines can be done with slip rings or via a magnetic transmitter. From be A particular advantage is the use of permanently excited Machinery. To the pendulum known in synchronous machines Suppressing vibrations as much as possible can be special Damper rods z. B. installed as short-circuit windings the. Due to the external excitation of the machines, every Monday runs Tor waves synchronous to frequency, whereby in addition to permanent excitation attached short-circuit windings the undesirable oscillations of the respective drive dimensions seem to be minimized.

Ein anderes besonders zweckmäßiges System zur Erzielung ei nes Synchronlaufes der Antriebsmaschinen und der ihnen zu geordneten Lauftrommeln zeichnet sich dadurch aus, daß die rotierenden Drehmassen dadurch erhöht bzw. erniedrigt wer den, indem entsprechend den jeweils auftretenden Winkelbe schleunigungen Kräfte simuliert werden, die zu den Massen trägheitskräften hinzuaddiert oder abgezogen werden. Die entsprechenden zusätzlichen elektrisch simulierten Massen errechnen sich nach der folgenden Gleichung:
Another particularly useful system for achieving a synchronous operation of the drive machines and the drive drums assigned to them is characterized in that the rotating masses are increased or decreased as a result by simulating forces corresponding to the respective angular accelerations that occur to the masses inertia forces are added or subtracted. The corresponding additional electrically simulated masses are calculated using the following equation:

F_soll = die von den Antriebsmaschinen aufzubringende Zugkraft (N)
F_abc = Zugkraft der Fahrwiderstände (N)
m = zu simulierende Masse
dv = Geschwindigkeitsänderung
dt = ZeiteinheitF _desired = the applied tensile force from the engine (N)
F _abc = tensile force of driving resistance (N)
m = mass to be simulated
dv = change in speed
dt = time unit

Der Vorzug dieser Simulation ist, daß auch beliebig kleine oder gar keine simulierten Massen eingestellt werden kön nen. Ein Nachteil des aus der DE-B-39 20 277 bekannten Ver fahrens besteht darin, daß hier keine beliebig kleinen Mas sensimuliert werden können, da eine Masse "Null" bei dem hier angewandten Berechnungsverfahren eine Division durch Null ergeben würde. Dementsprechend müssen bei diesem be kannten Verfahren die rotierenden Massen des Prüfstandes relativ klein gehalten werden, so daß die für das Fahrzeug zu simulierenden Massen entsprechend groß sein müssen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Antriebsmaschinen einen relativ großen Anteil der Fahrzeugmasse simulieren und dem entsprechend groß dimensioniert sein müssen. Um relativ kleinere und kostengünstigere Antriebsmaschinen einsetzen zu können und ein verbessertes Ansprechverhalten bei erhöh ter Genauigkeit zu erzielen, sollte die Differenz zwischen den mechanisch rotierenden Massen und den zu simulierenden translatorischen Fahrzeugmassen möglichst klein gehalten werden. The advantage of this simulation is that even small ones or no simulated masses can be set at all nen. A disadvantage of the Ver known from DE-B-39 20 277 driving is that there are no arbitrarily small mas can be sensimized, because a mass "zero" at the a division by Would result in zero. Accordingly, this must be knew the rotating masses of the test bench be kept relatively small, so that for the vehicle masses to be simulated must be correspondingly large. This has the disadvantage, however, that the prime movers simulate a relatively large proportion of the vehicle mass and that must be appropriately large. To be relative use smaller and less expensive drive machines to be able to and an improved response behavior at To achieve accuracy, the difference between the mechanically rotating masses and the ones to be simulated Translational vehicle masses kept as small as possible become.

Gleichzeitig ist ein synchroner Lauf der Trommeln für die Vorderräder und der Trommeln für die Hinterräder erforder lich, wobei die Funktion der Massensimulation gewährleistet bleiben muß. Bei einem bevorzugten System der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Drehwinkel der vorderen und der hinteren Antriebsmaschine erfaßt werden. Durch Sub traktion dieser beiden Drehwinkel wird eine Winkeldifferenz gebildet, die auf einen PID-Regler geschaltet wird. Das von diesem PID-Regler erzeugte Ausgangssignal wird zu dem Stellsignal für den einen Antriebsmotor addiert und vom Stellsignal für den zweiten Antriebsmotor subtrahiert. Da durch bleibt die Summe der Drehmomente für die Massensimu lation gleich.At the same time, the drums run synchronously for the Front wheels and the drums required for the rear wheels Lich, whereby the function of mass simulation ensures must stay. In a preferred system of the invention this is achieved in that the angle of rotation of the front and the rear engine are detected. By sub traction of these two angles of rotation becomes an angular difference formed, which is switched to a PID controller. That from output signal generated by this PID controller becomes the Control signal for one drive motor added and from Control signal for the second drive motor subtracted. There through remains the sum of the torques for the mass simulation lation right away.

Statt der sonst üblichen Inkrementalencoder werden bei dem erfindungsgemäßen System vorteilhaft als Drehwinkelfühler sog. Sinus-/Cosinus-Encoder verwendet. Diese haben gegen über den digitalen Encodern den Vorteil, daß über den ana logen Spannungswert des Sinus-/Cosinus-Signals eine ent sprechend hohe Auflösung für die Winkeldifferenz erreicht wird. Aus dem Sinus-/Cosinus-Signal kann durch einfachen Schmitt-Trigger wieder ein normales Quadratur-Signal er zeugt werden, daß z. B. für die Vektorregelung der jeweili gen Antriebsmaschine verwendet werden kann.Instead of the usual incremental encoders System according to the invention advantageously as a rotation angle sensor So-called sine / cosine encoder used. These have against the advantage of the digital encoders that the ana voltage value of the sine / cosine signal ent reached a high resolution for the angle difference becomes. From the sine / cosine signal can be done by simple Schmitt trigger again a normal quadrature signal be witnessed that z. B. for the vector control of the respective gen drive machine can be used.

Anstelle der Drehwinkel der beiden Antriebsmaschinen kann auch die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Laufrollen von einander subtrahiert werden. Die Differenzgeschwindigkeit wird wie zuvor auf einen PID-Regler geschaltet und das so erzeugte Stellsignal zum Stellsignal des Fahrwiderstands reglers addiert bzw. von der jeweils anderen Seite subtra hiert. Dieses System bietet zwar im Gegensatz zu den vor stehend beschriebenen Winkelregelungen nur zwei konstante Prüfgeschwindigkeiten (keinen Winkelsynchronumlauf der Trommeln), es kommt jedoch mit einfacheren Geschwindig keitsmeßelementen aus.Instead of the angle of rotation of the two drive machines can also the peripheral speed of the two rollers from be subtracted from each other. The differential speed is switched to a PID controller as before and so generated control signal to the control signal of the driving resistance regulator added or subtracted from the other side here. This system offers in contrast to the before described angle regulations only two constant Test speeds (no angular synchronous rotation of the Drums), but it comes with easier speed measuring elements.

Ferner können auch die Wegstrecken der beiden Trommeln von einander subtrahiert werden. Die Wegstreckendifferenz wird wie zuvor auf einen PID-Regler geschaltet und das so er zeugte Signal wird zum Stellsignal des Fahrwiderstandsreg lers für die eine Antriebsmaschine addiert und für die zweite Antriebsmaschine subtrahiert.Furthermore, the distances of the two drums from be subtracted from each other. The distance difference will switched to a PID controller as before and so he witnessed signal becomes the control signal of the driving resistance reg lers for the one engine added and for the second engine subtracted.

Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung lassen sich den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung bevor zugter Ausführungsbeispiele entnehmen. Es zeigen:Let other peculiarities and advantages of the invention before the drawings and the following description referenced embodiments. Show it:

Fig. 1 einen Trommelprüfstand gemäß der Erfindung zur Prü fung von zweispurigen Kraftfahrzeugen mit Zwei- und Vier-Rad-Antrieb in Seitenansicht; Figure 1 shows a drum test stand according to the invention for testing tion of two-track motor vehicles with two and four-wheel drive in side view.

Fig. 2 einen Teil eines Trommelprüfstandes zur Prüfung von Kraftfahrzeugen mit Zwei-Rad-Antrieb in schemati scher Seitenansicht; Figure 2 shows a part of a drum test bench for testing motor vehicles with two-wheel drive in schematic side view.

Fig. 3 den Trommelprüfstand nach Fig. 1 in Draufsicht; Fig. 3 shows the drum test bed according to Figure 1 in plan view.

Fig. 4 eine Überfahr- und Zentriervorrichtung in ihrer Be triebsstellung und in der Ruhelage; Fig. 4 is a drive-over and centering device in its operating position and in the rest position;

Fig. 5 einen im Trommelprüfstand nach Fig. 1 bzw. 2 einge setzten Prüfsatz; . Fig. 5 a and 2, respectively inserted in the drum test bed according to Figure 1 set audit record;

Fig. 6 den Prüfsatz nach Fig. 1 in schematischer Stirnan sicht; Fig. 6 the test set of Figure 1 in a schematic Stirnan view.

Fig. 7 schematisch und vergrößert eine Druckmeßdose mit hydraulischer Abstützung; Fig. 7 shows schematically and enlarged a load cell with hydraulic support;

Fig. 8 schematisch eine Gleitlageranordnung für das Sta torgehäuse im schematischen Axialschnitt und im Querschnitt; Fig. 8 schematically shows a slide bearing arrangement for the Sta torgehäuse in schematic axial section and in cross section;

Fig. 9 eine weitere Ausführung einer Lageranordnung für das Statorgehäuse im Axialschnitt; Fig. 9 shows a further embodiment of a bearing assembly for the stator in axial section;

Fig. 10 die Steuereinrichtung für zwei Antriebsmaschinen eines Rollenprüfstandes im regelungstechnischen Blockschaltbild; Fig. 10, the control device for two drive machines of a chassis dynamometer in the closed-loop control block diagram;

Fig. 11 eine andere Steuereinrichtung für die beiden An triebsmaschinen eines Trommelprüfstandes im Block schaltbild. Fig. 11 shows another control device for the two drive machines to a drum test bench in the block diagram.

Der in den Fig. 1 und 3 dargestellte Trommelprüfstand ist zur Prüfung von Kraftfahrzeugen mit einer oder zwei an getriebenen Achsen konzipiert und verfügt über zwei in ei ner gemeinsamen Grube III angeordnete Prüfsätze I und II, von denen der eine Prüfsatz I ortsfest montiert und der zweite Prüfsatz II zur Anpassung an unterschiedliche Fahr zeuglängen auf einem geeigneten Unterbau in der Grube längsverfahrbar ist. Jeder Prüfsatz I und II enthält zwei Trommeln 3, deren Durchmesser hier etwa dem zweifachen Durchmesser eines Fahrzeugrads 2 entspricht, und eine ge meinsame Antriebsmaschine 9 in sog. Pendelausführung, die mittig zwischen den beiden Trommeln 3 angeordnet ist und beide Trommeln über eine gemeinsame Welle 33 direkt an treibt (vgl. Fig. 5). Die bewegten Massen der Prüfsätze sind auf die Massen der zu prüfenden Fahrzeuggattung abge stimmt.The drum test stand shown in Figs. 1 and 3 for the testing of motor vehicles with one or two designed to driven axles and has two III in egg ner common pit arranged audit records I and II, of which the one audit record mounted I stationary and the second Test set II for adapting to different vehicle lengths on a suitable substructure in the pit can be moved lengthways. Each test set I and II contains two drums 3 , the diameter of which corresponds approximately to twice the diameter of a vehicle wheel 2 , and a common drive machine 9 in a so-called pendulum design, which is arranged centrally between the two drums 3 and both drums via a common shaft 33 drives directly to (see Fig. 5). The moving masses of the test sets are matched to the masses of the type of vehicle to be tested.

Der Trommelprüfstand nach Fig. 2 verfügt nur über einen einzigen Prüfsatz, der in Aufbau und Funktion dem ortsfe sten Prüfsatz I oder dem fahrbaren Prüfsatz II in Fig. 1; 3 entspricht. Die längsverfahrbare Ausbildung ermöglicht die jeweils optimierte Durchführung bestimmter Prüfvorgänge oh ne Änderung der Fahrzeugposition. . The drum test bed according to Figure 2 has only a single test unit, which in construction and function to the audit record ortsfe sten I or the mobile test unit II in Fig. 1; 3 corresponds. The longitudinally movable design enables the optimized execution of certain test procedures without changing the vehicle position.

Nachdem der längs verfahrbare Prüfsatz II in seiner durch den Typ des zu prüfenden Fahrzeugs vorgegebenen Stellung in der Grube III positioniert wurde, wird ein Fahrzeug 1 in den Prüfstand gemäß Fig. 1 eingefahren, so daß seine Vor derräder 2 auf dem Scheitelbereich je einer Trommel 3 des Prüfsatzes II und seine Hinterräder 2 auf dem Scheitelbe reich je einer Trommel 3 des ersten Prüfsatzes II aufste hen. Zum genauen Einrichten des Fahrzeugs 1 bzw. seiner Rä der 2 dienen die in Fig. 4 dargestellten Richtvorrichtun gen, deren schräge Stützstreben 4 nach dem Richtvorgang in eine Ruhelage unterhalb der jeweiligen Überfahrplatte 5 zu rückgestellt werden.After the longitudinally movable test set II has been positioned in its position III in the pit III given by the type of the vehicle to be tested, a vehicle 1 is moved into the test stand according to FIG. 1, so that its front wheels 2 on the apex area each have a drum 3 of test kit II and its rear wheels 2 on the crest of the empire hen a drum 3 of the first test kit II stand up. To set up the vehicle 1 or its wheels 2 , the directional devices shown in FIG. 4 serve, the oblique support struts 4 of which are reset to a rest position below the respective drive-over plate 5 after the straightening process.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, bilden die Über fahrplatte 5 mit u. a. der Richtvorrichtung 4 jeweils einen eigenständigen Modul, der ohne mechanische Verbindung zu dem zugehörigen Prüfsatz I bzw. II separat am Grubenrahmen befestigt ist. Dadurch wird eine akustische Entkopplung der Prüfsätze von der Tragrahmenkonstruktion erreicht, was eine erhebliche Verminderung von Geräuschemissionen bewirkt. Zur weitergehenden Verringerung können die Module bzw. deren Bauteile 4, 5 mit Dämpfungsmitteln versehen sein.As can be seen from FIGS . 1 to 3, the over drive plate 5 with, among other things, the straightening device 4 each form an independent module which is fastened separately to the pit frame without mechanical connection to the associated test set I or II. As a result, the test sets are acoustically decoupled from the support frame construction, which results in a significant reduction in noise emissions. For further reduction, the modules or their components 4 , 5 can be provided with damping means.

Zum Einstellen der vorgegebenen Position des längsverfahr baren Prüfsatzes II ist ein Motor 26 in der Grube III fest montiert, der über einen Lineartrieb 27, z. B. eine Glieder kette, an dem Unterbau des Prüfsatzes II angreift. Wie aus Fig. 1 und dem oberen Teil der Fig. 3 ersichtlich, sind an den Überfahrplatten 5 des längs verfahrbaren Prüfsatzes II beidseitig stabile Gliederketten 13 mit oberseitigen schma len profilierten Tragplatten 11, 12 befestigt. Die Länge der schmalen Tragplatten entspricht der Breite der Über fahrplatten 5. Die Gliederketten 13 mit ihren Tragplatten 11, 12 bilden die Fahrstreifen vor und hinter dem längs verfahrbaren Prüfsatz II. Am in Fig. 1 rechten Ende sowie zwischen den beiden Prüfsätzen I und II ist in der Grube III je ein Speicher 13a, 13b vorgesehen. Je nach der Posi tion des Prüfstandes II wird einer der Endabschnitte der vorderen bzw. hinteren Gliederkette in jeweils einem dieser Speicher 13a, 13b unter Bildung einer Schlaufe aufgenommen. Diese Speicher ermöglichen somit auch bei langen Verfahrwe gen des Prüfsatzes II eine relativ geringe Tiefe der Grube III.To set the predetermined position of the lengthwise test kit II, a motor 26 is fixedly mounted in the pit III, which via a linear drive 27 , for. B. a link chain that attacks the substructure of test set II. As can be seen from FIG. 1 and the upper part of FIG. 3, stable link chains 13 with upper side profiled support plates 11 , 12 are fastened to the drive-over plates 5 of the longitudinally movable test set II. The length of the narrow support plates corresponds to the width of the drive plates 5 . The link chains 13 with their support plates 11 , 12 form the lanes in front of and behind the longitudinally movable test set II. At the right end in FIG. 1 and between the two test sets I and II, a memory 13 a, 13 b is provided in pit III . Depending on the position of the test bench II, one of the end sections of the front or rear link chain is received in each of these stores 13 a, 13 b, forming a loop. These memories therefore allow a relatively small depth of pit III even with long travels of test set II.

In den Fig. 5 und 6 ist einer der Prüfsätze I bzw. II im einzelnen dargestellt. Der Prüfsatz besitzt einen stabilen Tragrahmen 6, der entweder am ortsfesten Unterbau (Prüfsatz I) oder an dem über den Linearantrieb 27 verfahrbaren Un terbau (Prüfsatz II) befestigt ist. Zur Dämpfung und Isola tion kann die Abstützung des jeweiligen Prüfsatzes über Dämpfungselemente 7 erfolgen.In FIGS. 5 and 6 one of the test sets is shown in detail I or II. The test set has a stable support frame 6 , which is attached either to the stationary substructure (test set I) or to the substructure movable via the linear drive 27 (test set II). For damping and isolation, the respective test set can be supported via damping elements 7 .

Zwischen zwei stabilen Tragwänden 6a, 6b des Tragrahmens 6 ist die vorzugsweise als Synchronmotor ausgebildete An triebsmaschine 9 angeordnet, auf deren beidseitig vorste hender Welle 33 je eine Trommel 3 befestigt ist. Das Sta torgehäuse 9a der Antriebsmaschine 9 weist an jeder Stirn seite ein Wälzlager und eine Lagerhülse 15 auf, an welcher die radial inneren Enden von vier um jeweils 90° winkelver setzten Blattfedern 48 befestigt sind. Die radial äußeren Enden dieser als Spannbänder wirkenden Federelemente 48 sind an einem Kranz befestigt, der in einer Kreisöffnung der jeweiligen Tragwand 6a, 6b fest montiert ist.Between two stable support walls 6 a, 6 b of the support frame 6 , the preferably designed as a synchronous motor to drive machine 9 is arranged, on the two sides vorste existing shaft 33 , a drum 3 is attached. The Sta torgehäuse 9 a of the engine 9 has on each end face a roller bearing and a bearing sleeve 15 on which the radially inner ends of four 90 ° offset leaf springs 48 are attached. The radially outer ends of these spring elements 48 , which act as tensioning straps, are fastened to a ring which is fixedly mounted in a circular opening of the respective supporting wall 6 a, 6 b.

Diese Blattfedern 48 bilden eine quasi hängende Halterung der aus der Antriebsmaschine 9 und den beiden Laufrollen 3 bestehenden Baugruppe im Tragrahmen 6, wobei diese Feder elemente nur die Gewichtskräfte dieser Baugruppe 3, 9 in den Tragrahmen 6 übertragen. Die Blattfedern 48 sind so ausge legt und ausgerichtet, daß sie die im Prüfbetrieb auftre tenden kleinen Drehbewegungen des Statorgehäuses 9a der An triebsmaschine 9 nicht bzw. nur unwesentlich beeinflussen. These leaf springs 48 form a quasi-hanging bracket of the drive unit 9 and the two rollers 3 existing assembly in the support frame 6 , these spring elements only transmit the weight of this assembly 3 , 9 in the support frame 6 . The leaf springs 48 are positioned so inserted and aligned such that the drive machine in the test occurring defects Tenden small rotational movements of the stator housing 9 a to 9 of not only insignificantly influence or.

Eine andere Lageranordnung des Statorgehäuses 9a in der ei nen Wand 6b des Tragrahmens 6 ist in Fig. 8 schematisch im Axialschnitt und im Querschnitt zusammen mit einer Drucköl versorgung gezeigt. Die Welle 33 ist in einem Wälzlager in der jeweiligen Stirnwand 9b, 9c gelagert. Eine an der je weiligen Stirnwand 9b bzw. 9c angeformte Hülse 14 bildet ein radial inneres Gleitlagerelement. In einer Öffnung der Tragwand 6b ist ein Lagerring 15 befestigt, in dem über den Umfang verteilte Taschen 16 eingearbeitet sind, die von Stegen 19, 20 voneinander getrennt sind. Im linken Axial schnitt der Fig. 8 ist ein weiterer Lagerring 18 gezeigt, der zwischen der Außenfläche der Stirnwand 9c des Statorge häuses 9a und der dieser zugekehrten Seitenfläche der Wand 6b des Tragrahmens 6 angeordnet ist. Auch diese Lagerschei be weist nutenförmige Öltaschen 17 an einer oder an beiden Stirnseiten auf.Another bearing arrangement of the stator housing 9 a in the egg nen wall 6 b of the support frame 6 is shown in Fig. 8 schematically in axial section and in cross section together with a pressure oil supply. The shaft 33 is mounted in a roller bearing in the respective end wall 9 b, 9 c. A molded on the respective end wall 9 b or 9 c sleeve 14 forms a radially inner slide bearing element. In an opening of the support wall 6 b, a bearing ring 15 is fastened, into which pockets 16 distributed over the circumference are incorporated, which are separated from one another by webs 19 , 20 . In the left axial section of FIG. 8, another bearing ring 18 is shown, which is arranged between the outer surface of the end wall 9 c of the stator housing 9 a and the side surface of the wall 6 b of the support frame 6 facing it. This bearing washer has groove-shaped oil pockets 17 on one or both ends.

Die Öltaschen 16, 17 werden über gesonderte Leitung mit Drucköl beaufschlagt.The oil pockets 16 , 17 are supplied with pressure oil via a separate line.

Die Drehmomentabstützung des Statorgehäuses 9a erfolgt über eine Kraftmeßdose 20, die gemäß Fig. 6, 7 an einem seitli chen Ansatz 21 des Statorgehäuses befestigt ist. Das Funk tionsglied dieser Kraftmeßdose 20 ist über eine Stange mit einem Kolben 24 verbunden, der in einem am Tragrahmen 6 be festigten flachen Zylinder 25 schwimmend aufgenommen ist. Jede Kolbenstirnfläche wird mit einem geregelten Drucköl strom beaufschlagt, der von einer in Fig. 8 schematisch dargestellten Druckölversorgung über Regelventile 22 oder auch aus einer eigenständigen Versorgungseinrichtung zuge führt werden kann.The torque support of the stator housing 9 a takes place via a load cell 20 which, according to FIGS . 6, 7, is attached to a side extension 21 of the stator housing. The radio tion member of this load cell 20 is connected via a rod with a piston 24 which is received in a floating on the support frame 6 be flat cylinder 25 floating. Each piston end face is acted upon by a regulated pressure oil flow, which can be supplied from a pressure oil supply shown schematically in FIG. 8 via control valves 22 or from an independent supply device.

Die Druckölversorgung für die Gleitlager 14, 15; 18 und für den Kolben der hydraulischen Abstützung der Dose 20 umfaßt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine von einem Mo tor 43 angetriebenen Ölpumpe, die Hydrauliköl aus einem Sammelbehälter über einen Filter 44 ansaugt und über eine Rückschlagventil 46 in das Leitungssystem drückt. Das über schüssige Hydrauliköl wird aus den Lagerstellen zum Sammel behälter über ein Druckbegrenzungsventil 45 zurückgeführt, das einen ausreichenden und ggf. einstellbaren hydrostati schen Druck in den Lagerteilen gewährleistet. Zur individu ellen Dosierung und Steuerung des Druckölstromes zu den verschiedenen Lagerstellen und zum Zylinder sind in den Zweigleitungen Reglerbaugruppen 22 eingeschaltet. Ein Druckschalter 47 in einer Rücklaufleitung gewährleistet ei nen zur reibungsfreien Lagerung ausreichenden Öldruck in den Gleitlagern 14, 17 und zur schwimmenden Abstützung des Kolbens 24 im Zylinder 25 einen vorzugsweise konstanten Vo lumenstrom. Das aus den Lagerstellen bzw. dem Zylinder aus tretende Öl wird über nicht dargestellte Rücklaufleitungen zum Sammelbehälter zurückgeführt.The pressure oil supply for the plain bearings 14 , 15 ; 18 and for the piston of the hydraulic support of the can 20 comprises, in the preferred embodiment, an oil pump driven by a motor 43 which sucks hydraulic oil from a reservoir via a filter 44 and presses it into the line system via a check valve 46 . The excess hydraulic oil is returned from the bearings to the collecting container via a pressure relief valve 45 , which ensures a sufficient and, if necessary, adjustable hydrostatic pressure in the bearing parts. For the individual metering and control of the pressure oil flow to the various bearing points and to the cylinder, controller assemblies 22 are switched on in the branch lines. A pressure switch 47 in a return line ensures egg NEN for friction-free storage sufficient oil pressure in the slide bearings 14 , 17 and for floating support of the piston 24 in the cylinder 25 a preferably constant volume flow. The oil emerging from the bearing points or the cylinder is returned to the collecting container via return lines, not shown.

Eine andere Ausführung der Gleitlageranordnung ist in Fig. 9 in vergrößertem Axialschnitt dargestellt. Wie bei der vorstehend beschriebenen Gleitlageranordnung ist auch bei dieser Ausführung die Welle 33 beidseitige in den Stirnwän den 9b, 9c des Statorgehäuses 9a in je einem Wälzlager ge lagert. An der Außenseite der Lagerbohrung in der Stirnwand 9c ist eine Buchse 70 angeflanscht, auf der ein Lagerring 71 sitzt. In der Aufnahmeöffnung der Tragwand 6b ist ein zweiteiliger Spannring 72 mit bogenförmiger Innenfläche an geordnet, der einen Lagerring 73 und zwei diesem benachbar te Lagerscheiben 74, 75 mit jeweils balligen Außenflächen umschließt. Durch Anziehen von Spannschrauben 76 wird der Spannring 72 an der Tragwand 6b befestigt, wobei gleichzei tig eine Klemmung der beiden Lagerscheiben 74, 75 und des Lagerrings 73 in einer optimierten Ausrichtung erfolgt. In den beiden Lagerscheiben 74, 75 und in dem Lagerring 73 sind nutenförmige Öltaschen 77, 78 ausgebildet, die mit ei ner vorstehend beschriebenen Druckölversorgung in Strö mungsverbindung stehen.Another embodiment of the slide bearing arrangement is shown in Fig. 9 in an enlarged axial section. As in the slide bearing arrangement described above, the shaft 33 is also supported on both sides in the end walls 9 b, 9 c of the stator housing 9 a in a roller bearing in this embodiment. On the outside of the bearing bore in the end wall 9 c, a bushing 70 is flanged, on which a bearing ring 71 is seated. In the receiving opening of the supporting wall 6 b, a two-part clamping ring 72 with an arcuate inner surface is arranged, which encloses a bearing ring 73 and two adjacent bearing disks 74 , 75 , each with spherical outer surfaces. By tightening the clamping screws 76 , the clamping ring 72 is fastened to the supporting wall 6 b, with simultaneous clamping of the two bearing disks 74 , 75 and the bearing ring 73 taking place in an optimized orientation. In the two bearing plates 74 , 75 and in the bearing ring 73 , groove-shaped oil pockets 77 , 78 are formed, which are in flow connection with a pressure oil supply described above.

Bei den Lageranordnungen nach Fig. 8 und 9 wird vor dem Einschalten der Antriebsmaschine 9 in den Öltaschen ein hy draulischer Druck aufgebaut, so daß das Statorgehäuse 9a reibungslos und praktisch spielfrei in den beiden Tragwän den 6a, 6b des Tragrahmens 6 gelagert ist. Die im Prüfbe trieb auftretenden Drehbewegungen des Statorgehäuses 9a können somit verlustlos in die Druckmeßdose 20 eingeleitet werden, wodurch sich die Genauigkeit der Drehmomenterfas sung wesentlich erhöht.In the bearing arrangements according to FIGS. 8 and 9 is established in the oil pockets, a hy-hydraulic pressure before switching on the drive motor 9 so that the stator 9 a smooth and virtually free of play in the two Tragwän Figures 6 a, 6 b of the support frame 6 stored is . The rotational movements of the stator housing 9 a occurring in the test operation can thus be introduced without loss into the pressure cell 20 , whereby the accuracy of the torque measurement solution increases significantly.

Im folgenden wird die Regelung bzw. Steuerung der Antriebs maschinen des vorstehend beschriebenen Prüfstandes anhand der Fig. 10, 11 erläutert.In the following, the regulation or control of the drive machines of the test bench described above will be explained with reference to FIGS. 10, 11.

Ein in Fig. 10 links schematisch dargestellter Fahrwider standssimulator 27 errechnet passend zur Fahrgeschwindig keit die für das jeweilige Prüffahrzeug ausgewählte Bela stung. Zusätzlich wird aus einer Geschwindigkeitsänderung, beispielsweise einer Beschleunigung, ein Signal erzeugt, das sich aus der Differenz der gewünschten zu simulierenden Masse und der Grundmasse der drehenden Bauteile des Prüf standes multipliziert mit der Beschleunigung entsprechend der dargestellten Gleichung errechnet. Diese Fahrwider standswerte werden in einem Addierglied 58 addiert, dessen Ausgangsgröße die Soll-Kraft für einen Fahrwiderstandsreg ler 56 darstellt.A driving resistance simulator 27 shown schematically on the left in FIG. 10 calculates the loading selected for the respective test vehicle to match the driving speed. In addition, a signal is generated from a change in speed, for example an acceleration, which is calculated from the difference between the desired mass to be simulated and the basic mass of the rotating components of the test stand multiplied by the acceleration in accordance with the equation shown. These driving resistance values are added in an adder 58 , the output variable of which represents the target force for a driving resistance controller 56 .

In einem Subtrahierer 49 wird die vom Fahrwiderstandssimu lator 57 ermittelte Soll-Kraft mit den von den Kräftmeßdo sen 20 erzeugten Ist-Kräften verglichen, welche in einem Addierer 60 summiert werden. Das Differenzsignal F-Soll mi nus F-Ist wird auf den Fahrwiderstandsregler 56 geschaltet, dessen Stellgröße Y_f die Stellgröße für die Antriebsmaschi nen 9 darstellt. Von zwei Geschwindigkeitssensoren 31, 32, die z. B. die Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Welle des ersten bzw. zweiten Prüfsatzes erfassen, wird ein Mittel wert 62 für die Geschwindigkeit in einem Addierglied 61 er rechnet. Diese Geschwindigkeitssensoren 31, 32 sind vor zugsweise als Sinus-/Cosinus-Geber ausgeführt, so daß aus diesen Sensorsignalen die Winkel der jeweiligen Antriebs welle 33 gemessen werden können. In einem Vergleicher 52 wird die mechanische Winkeldifferenz der beiden Motorwellen 33 durch Subtraktion errechnet. Diese Winkeldifferenz wird auf den Regler 53 geschaltet. Der Ausgang des Reglers 53 wird nun bei der Trommel 9 für die Vorderräder zum Stellsi gnal des Fahrwiderstandsreglers 56 im Knoten 54 addiert. Gleichzeitig wird das Stellsignal des Reglers 53 mit dem Stellsignal des Reglers 56 im Subtrahierer 55 subtrahiert. Das dadurch auf der einen Seite aufaddierte Drehmomentsi gnal wird auf der anderen Seite abgezogen, so daß das vom Fahrwiderstandsregler 56 erzeugte Regelsignal in der Summe unverändert bleibt.In a subtractor 49 , the target force determined by the driving resistance simulator 57 is compared with the actual forces generated by the force sensors 20 , which are summed in an adder 60 . The difference signal F-nominal minus F-actual is switched to the driving resistance controller 56 , whose manipulated variable Y _{f represents} the manipulated variable for the drive machines 9 . Of two speed sensors 31 , 32 which, for. B. detect the rotational speed of the respective shaft of the first or second test set, an average value 62 for the speed in an adder 61 he calculates. These speed sensors 31 , 32 are preferably executed before as a sine / cosine encoder, so that the angle of the respective drive shaft 33 can be measured from these sensor signals. In a comparator 52 , the mechanical angle difference between the two motor shafts 33 is calculated by subtraction. This angle difference is switched to the controller 53 . The output of the controller 53 is now added to the drum 9 for the front wheels to the Stellsi signal of the driving resistance controller 56 in node 54 . At the same time, the control signal of the controller 53 is subtracted from the control signal of the controller 56 in the subtractor 55 . The thereby added on one side torque signal is subtracted on the other side, so that the control signal generated by the driving resistance controller 56 remains unchanged in total.

Die in Fig. 11 dargestellte Regelung für die Synchronma schinen benötigt keine Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen, wie Inkrementalgeber oder Tachogeneratoren. Die Kräfte der Antriebsmaschine 9 und die eingestellten Fahrwiderstände F_abc werden gemäß den dargestellten Gleichungen in einem Summierglied 47 addiert und die sich ergebende Summe wird durch die zu simulierende Masse 49 dividiert, wodurch eine Rollenumfangsgeschwindigkeit erhalten wird. Die so errech nete Soll-Geschwindigkeit wird entsprechend den jeweiligen Trommeldurchmessern in eine Wellendrehzahl und entsprechend der Polpaarzahl der verwendeten Synchronmaschine 9 über ei nen oder mehrere Frequenzinverter in eine Ausgangsfrequenz umgesetzt, mit der die Synchronmaschinen angesteuert wer den. Der Drehwinkel aller Antriebsmaschinen ist konstrukti onsbedingt fest mit der Betriebsfrequenz gekoppelt. Dadurch entfällt die sonst übliche Messung der Geschwindigkeit. Die erforderliche Erregerleistung für die Synchronmaschinen kann über Schleifringe zugeführt werden, wobei die Syn chronmaschinen auch über eine permanente Erregung verfügen können. Schließlich kann den Synchronmaschinen zusätzlich zur permanenten oder Fremderregung eine Kurzschlußwicklung zugeordnet sein, die zur Unterdrückung der bei Synchronma schinen üblichen Pendelschwingungen dient.The control for the synchronous machines shown in FIG. 11 does not require any speed measuring devices, such as incremental encoders or tachometer generators. The forces of the drive machine 9 and the set driving resistances F _abc are added in a summing element 47 in accordance with the equations shown, and the resulting sum is divided by the mass 49 to be simulated, whereby a roller circumferential speed is obtained. The thus calculated target speed is converted according to the respective drum diameters into a shaft speed and according to the number of pole pairs of the synchronous machine 9 used via one or more frequency inverters into an output frequency with which the synchronous machines are driven. Due to the design, the angle of rotation of all drive machines is permanently coupled to the operating frequency. This eliminates the usual speed measurement. The excitation power required for the synchronous machines can be supplied via slip rings, whereby the synchronous machines can also have permanent excitation. Finally, a short-circuit winding can be assigned to the synchronous machines in addition to permanent or external excitation, which serves to suppress the oscillations customary in synchronous machines.

Gemäß der Formeln in Fig. 11 ist die Prüfgeschwindigkeit das Integral aller Kräfte, dividiert durch die zu simulie renden Massen. Diese so errechnete Prüfgeschwindigkeit wird entsprechend dem Durchmesser der von den Synchronmaschinen angetriebenen Trommeln 3 und der Polpaarzahl dieser Syn chronmaschinen errechnet. Die so erhaltene Soll-Frequenz wird über den Frequenzinverter 15 in ein Drehstromsignal mit einer der Soll-Frequenz entsprechenden Drehfrequenz um gewandelt. Die Antriebs-Synchronmaschinen 9 werden an die sem Frequenzinverter 15 parallel betrieben. Die Umschaltung von Zwei-Rad- auf Vier-Rad-Betrieb ist einfach mit einem Kontaktschalter 51 möglich. Die Messung der tatsächlichen Rollengeschwindigkeiten ist nicht erforderlich, da die Soll-Frequenz durch die direkte Kopplung der Synchronma schinen 9 an die Drehfrequenz keine Abweichung erlaubt, d. h. die in der in Fig. 11 dargestellten Formel berechnete Soll-Geschwindigkeit entspricht gleichzeitig der tatsächli chen Ist-Geschwindigkeit.According to the formulas in FIG. 11, the test speed is the integral of all forces divided by the masses to be simulated. This test speed calculated in this way is calculated in accordance with the diameter of the drums 3 driven by the synchronous machines and the number of pole pairs of these synchronous machines. The target frequency obtained in this way is converted via the frequency inverter 15 into a three-phase signal with a rotational frequency corresponding to the target frequency. The drive synchronous machines 9 are operated in parallel on the sem frequency inverter 15 . Switching from two-wheel to four-wheel operation is easily possible with a contact switch 51 . The measurement of the actual roller speeds is not necessary, since the target frequency does not allow any deviation due to the direct coupling of the synchronous machines 9 to the rotational frequency, ie the target speed calculated in the formula shown in FIG. 11 corresponds to the actual actual speed. Speed.

Claims

1. Test bench for motor vehicles with

- at least one roller or drum for each wheel of an axle of the vehicle to be tested,
- At least one electrical machine for directly driving or decelerating the rollers, whose stator housing is mounted in an oscillating manner in a supporting frame and is supported on this supporting frame via a dynamometer, and
a control unit for the drive machines linked to a driving simulator for setting specific vehicle data and for simulating selected driving conditions,

characterized in that

- the stator housing (9 a) of the respective drive motor (9) via a lubricant-free bearing arrangement (15-18; 48; 72-78) is mounted in the supporting frame, the bearing shells (15, 18; 73, 75) rule with incorporated therein Druckölta ( 16 , 17 ; 77 , 78 ), which are charged with an approximately volume-constant pressure oil flow.

2. Roller test stand according to claim 1, characterized in that the pressure oil pockets ( 16 , 17 ; 77 , 78 ) via re gelatable metering elements ( 22 ) to a pressure oil supply ( 42 to 47 ) are connected, the at least one pressure generator ( 42 , 43 ) and actuators ( 45 ).

3. Roller test stand according to claim 2, characterized in that each bearing arrangement two struck with pressure oil bearing radial pressure bearing ( 14 , 16 ; 71 , 73 ) for the end walls ( 9 b, 9 c) of the stator housing ( 9 a) and at least one lateral Axial thrust bearing ( 17 , 18 ; 74 , 75 , 78 ).

4. roller test stand according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the end walls ( 9 b, 9 c) of the stator housing ( 9 a) on both sides protruding sleeves ( 14 ; 70 ) are attached, which a functional member ( 71 ) of wear the respective plain bearing.

5. Roller dynamometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the slide bearings ( 15 , 18 ) Re gel elements in the form of throttle valves or capillaries are assigned, which have negligible changes in volume flow at pressure differences between the inlet and outlet.

6. A dynamometer according to the preamble of claim 1, characterized in that the bearing arrangement comprises a plurality of angularly offset and circumferentially flexible leaf spring elements ( 48 ), the radially outer end of a fixed in the support frame ( 6 ) th ring and with its radial inner end on a component of the respective housing end wall ( 9 b, 9 c) are BEFE Stigt.

7. dynamometer according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the Statorgehäu se ( 9 a) and the support frame ( 6 ) arranged dynamometer is designed as a load cell ( 20 ), one of whose functional member has a piston ( 24 ) which is supported in a cylinder ( 25 ) with a pressure oil flow on both sides in a floating and contactless manner.

8. dynamometer according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of two drums ( 3 ), a central drive / brake machine ( 9 ) and a support frame ( 6 ) formed test set (I, II) in one Pit (III) is arranged and supported in a vibration-insulated manner via dampers ( 7 ), a superstructure ( 4 , 5 ) forming the lane for the test vehicle (I) being fastened separately to the upper end of the pit (III).

9. roller test stand according to claim 8, characterized in that between the test set (I; II) and the superstructure forming the lane ( 4 , 5 ) thermal and / or acoustic insulation is provided.

10. Roller dynamometer according to one of claims 1 to 9, characterized in that in a pit (III) at least one motor-driven longitudinal test set (II) is arranged, on the ramp plates ( 5 ) in the longitudinal direction of jalousie-like flexible transverse stiffening straps ( 13 ) are attached, the free end portions ( 13 a) are accommodated in a memory ( 13 b).

11. Test bench for motor vehicles, in particular with a plurality of driven axles, characterized by a plurality of test sets (I and II) arranged in at least one pit (III) each consisting of two drums ( 3 ), a support frame ( 6 ) and one between the two drums ( 3 ) in the support frame ( 6 ) oscillating th drive / brake machine ( 9 ), wherein at least one of the test sets (I or II) can be moved in the longitudinal direction and the drive machines of both test sets (I and II) are electrically synchronized.

12. Test stand according to claim 11, characterized by Merk paint at least one of the preceding claims 1 to 11.

13. A method for testing motor vehicles on a Rol len- or drum test stand, in which the motor vehicle with its front and rear wheels is to be tested on drums and each vehicle axle is assigned an electric drive / braking machine, characterized in that

- The rotational speeds of the two drive machines are measured,
an angle difference is formed for the synchronization of the two drives from the measured phase angles of the drive machines by subtraction,
- this angle difference is switched to a PID controller and
- The control signal generated in this way is added to the control control value of a first drive machine and is subtracted from the control control value of a second drive machine.

14. The method according to claim 13, characterized in that instead of the angular difference by subtracting the order initial speeds of the drums a difference speed is formed.

15. The method according to claim 13, characterized in that instead of the angle difference by subtracting the two Circumferential distances a difference distance is formed.

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the signal generated by the PID controller ( 53 ) is switched on in phase to the one engine and in phase opposition to the second engine.

17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the rotational speed of the drive machines of sensors ( 31 , 32 ) is measured with an analog Si nus / cosine output.

18. The method according to claim 17, characterized in that from the sine / cosine signals via Schmitt trigger Quadrature signals are generated as actual values for the vector controllers of the drive machines are available stand.

19. The method according to claim 17, characterized in that the analog sine / cosine signals using an A / D wall learn to be digitized.

20. A method for controlling the drive machines of a drum test bench, characterized in that the forces F of the drive machines and the set driving resistances F _{(ABC) are} summed and integrated, the integral is divi dated by the mass to be simulated (m) by a roller circumferential speed ( V) to be obtained, the target speed thus calculated corresponding to the drum circumference (U) in a shaft rotation number and in accordance with the number of pole pairs (P) of the synchronous machines used via at least one frequency inverter being converted into a rotation frequency (f _D ) with which the synchronous machines are controlled.

21. The method according to claim 20, characterized in that excitation power for the synchronous machines Slip rings or by means of a rotating transformer leads.

22. The method according to claim 20, characterized in that the synchronous machines about a permanent excitation in Shape of permanent magnets.

23. The method according to any one of claims 20 to 22, characterized characterized that to suppress the synchronous machine usual pendulum vibrations a short circuit development in addition to permanent or foreign pathogen is used.